સામગ્રીનો પરિચય: પ્રકૃતિ અને ગુણધર્મો

(ભાગ ૧: સામગ્રીનું માળખું)

પ્રો. આશિષ ગર્ગ

ડિપાર્ટમેન્ટ ઓફ મટિરિયલ્સ સાયન્સ એન્ડ એન્જિનિયરિંગ

ઇન્ડિયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ ઓફ ટેકનોલોજી કાનપુર

વ્યાખ્યાન – 03

બંધન અને ભૌતિક ગુણધર્મો વચ્ચેનો સહસંબંધ

(સ્લાઇડ સમય સંદર્ભ આપો: 00:26)

છેલ્લા વ્યાખ્યાનમાં, અમે ટેટ્રાહેડ્રોન સામગ્રી વિશે શીખ્યા. આ સામગ્રીના માળખા, ગુણધર્મો, પ્રક્રિયા અને એપ્લિકેશનો વિશે હતું.

હવે, અહીં પ્રક્રિયા ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે માળખાની પ્રક્રિયા, ખાસ કરીને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર, અને માળખું ગુણધર્મોને અસર કરે છે. તબક્કાના અપૂર્ણાંક બદલાઈ શકે છે, અને સૂક્ષ્મ માળખું બદલાઈ શકે છે, જે ગુણધર્મોમાં ફેરફારને જન્મ આપશે, અને તે સામગ્રીની લાગુ પડતીને અસર કરશે. પ્રોસેસિંગ એપ્લિકેશનો સાથે પણ સંબંધિત છે કારણ કે પ્રોસેસિંગ ખર્ચ અને પ્રક્રિયા અને ઉત્પાદનક્ષમતાની સરળતા સાથે સંબંધિત છે. તેથી, સામગ્રી ટેટ્રાહેડ્રોન સામગ્રી એન્જિનિયરિંગના ચાર મહત્વપૂર્ણ પાસાઓ વચ્ચેના સંબંધઆપે છે, અને પછી અમે સામગ્રીના વર્ગીકરણ ની ચર્ચા કરી.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 02:00)

તેથી, સામગ્રીનું વર્ગીકરણ મૂળભૂત રીતે 4 કેટેગરીમાં હતું, અને તે ધાતુઓ અને મિશ્રધાતુઓ, સિરામિક અને ચશ્મા, પોલિમર અને ઇલાસ્ટોમર, અને હાઇબ્રિડ અથવા કમ્પોઝિટ છે. ઉપરોક્ત વર્ગીકરણ, ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુઓ મજબૂત અને ડક્ટાઇલ હોય છે, અને તેમાં ઇલેક્ટ્રિકલ અને થર્મલ કનેક્ટિવિટી ઊંચી હોય છે, પરંતુ તે નબળી કાટ પ્રતિકાર ધરાવે છે, પરંતુ બીજી તરફ સિરામિક્સમાં ખૂબ જ ઊંચી તાકાત હોય છે, પરંતુ તેમની પાસે ખૂબ નબળી ડક્ટિલિટી હોય છે, અને તેમની થર્મલ વિસ્તરણ અને નબળી ઇલેક્ટ્રિકલ અને થર્મલ વાહકતામાં ઓછી કિંમત હોય છે. પ્લાસ્ટિક ડક્ટાઇલ છે; તેમને ખૂબ લાંબી લંબાઈ સુધી ખેંચી શકાય છે; તેમની પાસે સારી કઠોરતા પણ છે; તેમની પાસે કાટ પ્રતિકાર છે, પરંતુ નબળા ઉચ્ચ તાપમાનના ગુણધર્મો અને સંકર એવી વસ્તુ છે જે તમે ઇરાદાપૂર્વક બનાવો છો. અણુબંધનની પ્રકૃતિના આધારે સામગ્રીનું વર્ગીકરણ સમજાવવામાં આવ્યું હતું. ઉદાહરણ તરીકે, ધાતુઓ ધાતુના બંધનને કારણે ડક્ટાઇલ, મજબૂત અને સખત હોય છે. સિરામિક આયનાત્મક રીતે અને સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા છે; તેથી જ સિરામિક સખત અને બરડ અને મજબૂત છે. પ્લાસ્ટિક એ વેન ડેર વાલ્સ બોન્ડિંગના સહસંયોજક બોન્ડિંગ અને ગૌણ બોન્ડિંગનું મિશ્રણ છે, અને તેથી જ તે નરમ છે, અને સંકર બંનેનું મિશ્રણ છે.

પછી અમે માળખાના માપદંડ તરફ જોયું. તેથી, જ્યારે આપણે માળખાની વાત કરીએ છીએ ત્યારે વિવિધ માપદંડો હોય છે. તેથી, પ્રથમ, સ્કેલ મેક્રો છે, બીજું માઇક્રો છે, ત્રીજું નેનો ચોથું પરમાણુ છે. હવે તે મટિરિયલ્સ એન્જિનિયરિંગના સંદર્ભમાં છે, જે આપણને માઇક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં રસ છે, જે તબક્કાના અનાજની સીમા, અશુદ્ધિઓ, માઇક્રોન સ્તરે સમાવેશ અથવા કેટલાક માઇક્રોન સ્તરસ્કેલનું માળખું અને વિતરણ છે. નેનોસ્ટ્રક્ચર ફરીથી માઇક્રોસ્ટ્રક્ચર ની જેમ જ સંબંધિત હોઈ શકે છે. તેથી, સૂક્ષ્મ અને નેનોસ્ટ્રક્ચર એવી વસ્તુ છે જે માઇક્રોસ્કોપી દ્વારા નિરીક્ષણ કરી શકાય છે, અને તે સામગ્રીના ગુણધર્મો પર ખૂબ જ ઊંડી અસર કરે છે. ચોથું પરમાણુ માળખું છે, અને આ પરમાણુ માળખું સામગ્રીમાટે જન્મજાત છે, સામગ્રી બંધનના આધારે અને ઊર્જાની ગણતરીઓના આધારે પરમાણુ માળખું અપનાવવાનું વલણ ધરાવે છે. તેથી, ઊર્જાવાનના આધારે, તેઓ વિશિષ્ટ રૂપરેખાંકનો અપનાવે છે જે તેમના ગુણધર્મો નક્કી કરે છે.

તેથી, હવે આપણે શું કરીશું તે એ છે કે આપણે પાછળ જઈશું, આપણે પરમાણુ માળખામાંથી જોવાનું શરૂ કરીશું અને પછી નેનો માં જઈશું, પછી સૂક્ષ્મ અને મેક્રોસ્ટ્રક્ચરમાં જઈશું. તેથી, પરંતુ આપણે પરમાણુ માળખામાં જઈએ તે પહેલાં, ચાલો આપણે બંધનમાં આવીએ, અમે ગયા વખતે તેને જોઈ રહ્યા હતા, અને અમે બોન્ડ ઊર્જા તરીકે ઓળખાતા શબ્દને વ્યાખ્યાયિત કર્યો.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 05:30)

બોન્ડ એનર્જી કન્સેપ્ટપરથી અમે અગાઉ, અલગ થવાના અંતર ની ચર્ચા કરી હતી, આરઅને ઇ શું તે અલગ થવાના અંતરને અનુરૂપ ઊર્જા છે જેમાં ઊર્જા ન્યૂનતમ છે. આ સામગ્રીની બંધન ઊર્જા છે, અને આ બોન્ડ ઊર્જા નો સામગ્રીના ગુણધર્મો સાથે ઊંડો સંબંધ છે. તેથી, હવે હું બોન્ડિંગમાં પ્રવેશું છું, ત્રણ પ્રકારના બોન્ડિંગ છે જે આપણે મુખ્યત્વે સામે આવીએ છીએ અથવા અભ્યાસ કરીએ છીએ, પ્રથમ આયોનિક બોન્ડિંગ છે, બીજું સહસંયોજક બોન્ડિંગ છે, અને ત્રીજું ધાતુનું બોન્ડિંગ છે. આ બધી પ્રાથમિક બોન્ડિંગ પદ્ધતિઓ છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 06:44)

તદુપરાંત, બોન્ડિંગનો બીજો વર્ગ છે, જેને ગૌણ બોન્ડિંગ કહેવામાં આવે છે, અને આ વર્ગીકરણનું કારણ એ છે કે પ્રાથમિક બોન્ડિંગ સામાન્ય રીતે ઉચ્ચથી મધ્યમ બોન્ડ ઊર્જા દ્વારા લક્ષણિત છે, અને ગૌણ બંધન નીચી બોન્ડ ઊર્જા દ્વારા લક્ષણિત છે.

તેથી, અમે આગળ વધીશું ત્યારે હું તમને બોન્ડ એનર્જીની તીવ્રતા પાછળથી બતાવીશ. જો કે, 2 વસ્તુઓની બોન્ડ ઊર્જા વચ્ચે નોંધપાત્ર તફાવત છે, અને તેથી જ જે સામગ્રી સંપૂર્ણપણે સહસંયોજક અથવા આયોનિકરીતે અથવા યાંત્રિક રીતે બંધાયેલી હોય છે તે ગૌણ બંધન કરતા વધુ મજબૂત હોય છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 07:52)

તેથી, આયોનિક બોન્ડિંગ ત્યારે થાય છે જ્યારે બે તત્વોની ઇલેક્ટ્રોનેગેટિવિટીઝમાં મોટો તફાવત હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોડિયમ અને ક્લોરિન, સોડિયમબાહ્ય કવચમાં એક વધારાનું ઇલેક્ટ્રોન ધરાવે છે, અને ક્લોરિનમાં 7 હોય છે, તેથી સ્થિર રૂપરેખાંકન માટે, તે આ બાજુથી 1 ઇલેક્ટ્રોન ઉધાર લે છે. જેથી સોડિયમ સ્થિર બને અને ક્લોરિન સ્થિર બને અને તેમાંથી 2 વચ્ચે બનેલા બંધનને આયનબંધન કહેવામાં આવે છે.

તેથી, સોડિયમની બોન્ડ ઊર્જાનું મૂલ્ય લગભગ 0.9 છે, અને ક્લોરિનની બોન્ડ ઊર્જાનું મૂલ્ય આશરે 3 છે. તેથી, આ તફાવત બંને વચ્ચે નોંધપાત્ર તફાવત છે, અને આ બોન્ડ ઊર્જા સાથે સંબંધિત છે, તેથી જ આયોનિક બોન્ડ્સ સામાન્ય રીતે ખૂબ મજબૂત હોય છે. તેથી, આ સામગ્રીના અન્ય ઉદાહરણો કોઈ પણ હોઈ શકે છે. તેથી, મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ, જે આયોનિકલી બંધનયુક્ત ઘન છે, તે જ રીતે, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇડ, સેસિમ ક્લોરાઇડ, કેલ્શિયમ ઓક્સાઇડ વગેરે આયોનિકલી બંધનવાળા પરિણામો ઉચ્ચ તાકાત અને ઉચ્ચ પીગળવાના બિંદુમાં આવે છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 09:53)

તેથી, ઉચ્ચ બોન્ડ ઊર્જા ઉચ્ચ પીગળવાનું બિંદુ, ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ, થર્મલ વિસ્તરણનો ઓછો ગુણક સૂચવે છે. પરિણામે, મોટા ભાગના આયોનિક ઘન પદાર્થોમાં આ લાક્ષણિકતાઓ હોય છે. પછી જ્યારે આપણે આયોનિક રીતે બંધાયેલા ભૌતિક માળખાનો અભ્યાસ કરીશું ત્યારે તમે થોડા સમય પછી આયોનિક બોન્ડિંગની વિગતોમાં જશો.

(સ્લાઇડ સમય સંદર્ભ આપો: 10:45)

પછી બીજું સહસંયોજક બંધન છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોનમાં ચાર જોડી વિનાના ઇલેક્ટ્રોન છે, અને સિલિકોન તેના ઇલેક્ટ્રોનને પડોશી સિલિકોન પરમાણુઓ સાથે શેર કરે છે. તેથી, આ આપી રહ્યું નથી અથવા લઈ રહ્યું નથી, તે શેર કરી રહ્યું છે. તેથી, પડોશી સિલિકોનપાસે એક ઇલેક્ટ્રોન હશે, અને તે જોડી બનાવશે.

એ જ રીતે, આ સિલિકોનમાં અહીં એક ઇલેક્ટ્રોન હશે જે તેઓ જોડી બનાવશે, અને તે જ રીતે, બહારનું આ સિલિકોન પણ ચાર પડોશીઓ સાથે જોડી બનાવશે. તેથી, પરિણામે, સિલિકોનમાં ચાર ગણું સંકલન છે. તેથી, તે સિલિકોન જાળીમાં દરેક સિલિકોન પરમાણુને સિલિકોન માળખામાં જોડી બનાવે છે, જે ચાર સિલિકોન પરમાણુઓ સાથે જોડવામાં આવે છે; તેના ચાર પડોશીઓ છે. તેથી, સિલિકોન એક કાર્બન છે; મૂળભૂત રીતે, હીરામાં આ પ્રકારનું માળખું છે, અને સિલિકોન કાર્બાઇડ, ઝિંક ઓક્સાઇડ, જે આંશિક રીતે આયોનિક છે. જોકે, તેમાં ખૂબ જ મજબૂત સહસંયોજક પાત્ર પણ છે.

તેથી, આ બધી સામગ્રી તે સીએલ જેવા સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા વાયુઓ છે₂, બી.આર.₂, એફ₂ સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા જૂથ ૪ તત્વો હોય છે. તેથી, સિલિકોન ઓક્સાઇડ, ઝિંક ઓક્સાઇડ અને સિલિકોન કાર્બાઇડ જેવી આ સામગ્રીમાં એકદમ મજબૂત સહસંયોજક પાત્ર છે, સમાન લાક્ષણિકતાઓ ધરાવે છે, ઉચ્ચ બોન્ડ ઊર્જા ધરાવે છે. સહસંયોજક બંધન સામાન્ય રીતે ઉચ્ચ બંધન ઊર્જા દ્વારા લક્ષણિત હોય છે, અને પરિણામે, સહસંયોજક સામગ્રીમાં પણ સમાન લાક્ષણિકતાઓ હોય છે.

(સ્લાઇડ સમય સંદર્ભ આપો: 13:15)

સહસંયોજક રીતે બંધાયેલા ઘન પદાર્થોનું પીગળવાનું બિંદુ ઊંચું હોય છે, ઉચ્ચ સ્થિતિસ્થાપક મોડ્યુલસ હોય છે, અને ઓછું ગુણક થર્મલ વિસ્તરણ હોય છે. તેથી, ત્રીજું પ્રાથમિક બોન્ડિંગ મેટાલિક બોન્ડિંગ છે, અને મોટાભાગની ધાતુઓમાં આ પ્રકારનું બોન્ડિંગ તમામ બાબત હાજર હોય છે. બધી ધાતુઓ ધાતુના બંધન સાથે બંધાયેલી છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 13:45)

આકૃતિમાંથી, પરમાણુઓ જે માત્રામાં હોય છે, અને હકારાત્મક પરમાણુઓ મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનના સમુદ્રથી ઘેરાયેલા હોય છે, જે અજોડ ઇલેક્ટ્રોન હોય છે. આયોનિક અથવા સહસંયોજક બંધનમાં મુક્ત ઇલેક્ટ્રોનનો આવો કોઈ સમુદ્ર નથી. બંધન ઊર્જા, ઇ_બીધાતુઓની કિંમત કરતાં ઓછી છે ઇ_બી આયોનિક અથવા સહસંયોજકની વાત એ છે કે તે હંમેશાં સાચું હોતું નથી, પરંતુ મોટાભાગના કિસ્સાઓમાં, તે સાચું છે. ધાતુઓમાં સિરામિકની તુલનામાં બોન્ડ ઊર્જા ઓછી હોય છે, જે આયનાત્મક રીતે સહસંયોજક રીતે બંધાયેલી હોય છે. જો કે, ગૌણ બંધનની તુલનામાં ધાતુનું બંધન ખૂબ મજબૂત છે, અને આ સામાન્ય રીતે ધાતુઓ અને તેમની મિશ્રધાતુઓમાં બંધન છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 15:20)

તેથી, હવે અમે જે બીજા પ્રકારના બોન્ડિંગની ચર્ચા કરી હતી તેને ગૌણ બોન્ડિંગ કહેવામાં આવતું હતું, આ પ્રાથમિક બોન્ડ્સ કરતા નબળું છે, અને સપાટી પર ચાર્જ કરેલા ડિપોલ્સ વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાથી ઉદ્ભવે છે. તેથી, સામાન્ય રીતે, નકારાત્મક અને કેન્દ્ર હકારાત્મક ચાર્જના કેન્દ્રનું શું થાય છે તે એક સાથે મેળ ખાશે. જો કે, આપણે કહીએ કે તમારી પાસે સકારાત્મક ચાર્જનું કેન્દ્ર છે અને નકારાત્મક ચાર્જનું કેન્દ્ર છે; એ જ રીતે, તમારી પાસે એક પડોશી છે જે સમાન પ્રકારનું રૂપરેખાંકન પણ ધરાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, અહીં સકારાત્મક ચાર્જનું કેન્દ્ર, અહીં નકારાત્મક ચાર્જનું કેન્દ્ર આ 2 એકબીજાને આકર્ષિત કરે છે તેઓ ગૌણ બંધન બનાવે છે. તેથી, આ અસમપ્રમાણતાને કારણે છે, ચાલો આપણે કહીએ કે અસમપ્રમાણ ચાર્જ વિતરણ, અને ત્યારે જ તમારી પાસે અસમપ્રમાણ ચાર્જ વિતરણ હશે, ત્યારે તમારી પાસે ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ ડિપોલ્સની રચના થશે. તેથી, આ હાઇડ્રોજન જેવી વસ્તુઓમાં થાય છે. મોટાભાગના વાયુઓમાં આ પ્રકારની વાન ડેર વાલ્સ પ્રકારની રચના હોય છે કારણ કે તેમાં નાજુક પાણીના અણુઓ હોય છે જે બંધાયેલા હોય છે. પછી બીજો પ્રકાર એ હોઈ શકે કે તમારી પાસે હાજર હોઈ શકે છે, ઉદાહરણ તરીકે, પોલિમરમાં, તમારી પાસે આ પોલિમર સાંકળો છે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 17:04)

તો, આપણે કહીએ કે આ બધું પોલિઇથિલીન સાંકળોમાં છે. તેથી, મૂળભૂત રીતે, (સી₂એચ₄)_એનઆ સાંકળો સહસંયોજક રીતે બંધાયેલી છે. તેથી, સાંકળની અંદર, તમારી પાસે સહસંયોજક બંધન છે, પરંતુ સાંકળો વચ્ચે, ક્રિયાપ્રતિક્રિયા વેન્ડર વાલ્સ છે. તેથી, પોલિમર સાંકળોમાં રેન્ડમલી ઓરિએન્ટેડ હોવાથી, તેથી જ પોલિમર થોડા મેલેબલ છે કારણ કે સાંકળો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા ખૂબ નબળી છે. ઉદાહરણ તરીકે, આ સાંકળોએ હાજર રહેલા જૂથોને શાખા કરવી પડશે.

એ જ રીતે, તમારી પાસે અહીં જૂથો હાજર છે, અને બંને પક્ષે આ જૂથો વચ્ચે થોડી ક્રિયાપ્રતિક્રિયા છે, અને ફરીથી તે ગૌણ પ્રકૃતિની છે, આ એચસીએલ જેવી પોલિમર વસ્તુઓમાં થાય છે. તેથી, ઘણા ઓર્ગેનિક સંયોજનોમાં આ પ્રકારની વર્તણૂક હોય છે, અને આ કાયમી ડિપોલ ક્ષણને કારણે હોઈ શકે છે, તેથી પીટીએફઇ, પીવીડીએફ, પીવીસી જેવા પોલિમરમાં ભૌતિક કાયમી ડિપોલ ક્ષણ છે, અને તેમ છતાં તે પોલિમર છે.

તેથી, તમારી પાસે પીવીડીએફ ના ઉદાહરણો પણ હોઈ શકે છે, અથવા તમે પી પીવીસી મેળવી શકો છો; તેમાંથી કેટલાકને કાયમી ક્ષણો હોઈ શકે છે; તેમાંથી કેટલાકને કાયમી ક્ષણો ન હોઈ શકે, પરંતુ તેમ છતાં, તમારી પાસે આ ગૌણ બંધન હશે. તેથી, હવે, મને થોડી શક્તિઓ પર આવવા દો. તેથી, ઉદાહરણ તરીકે, હું લિથિયમ ફ્લોરાઇડ જેવા કેટલાક સંયોજનોની તુલના કરું છું.

(સ્લાઇડ સમય સંદર્ભ આપો: 19:02)

ચાર, લિથિયમ સમયાંતરે કોષ્ટકની ટોચ અને ડાબી બાજુથી છે, અને ફ્લોરાઇડ જમણી બાજુ છે, પછી તમારી પાસે સોડિયમ ક્લોરાઇડ છે. પછી મને મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇટ, અલનું ઉદાહરણ લેવા દો₂ઓ₃હવે તમે જોશો કે આ બોન્ડ એનર્જી એન્થેલ્પી સાથે કેવી રીતે સંબંધિત છે. તેથી, જો હું મૂલ્યો લઉં તો નાસીએલ માટે મૂલ્ય 640 કેજે/મોલ છે, મેગ્નેશિયમ ઓક્સાઇડ એક મૂલ્ય છે જે 1000 કેજે/મોલ છે, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇટની કિંમત 1548 કેજે/મોલ છે, અને અલ₂ઓ₃ 3060 કેજે/મોલની કિંમત ધરાવે છે, આ મૂલ્યો સાહિત્ય અને પ્રમાણભૂત પાઠ્યપુસ્તકોમાં મળી શકે છે.

હવે, આમાંથી તમે કયામાં સૌથી વધુ પીગળવાની અપેક્ષા રાખો છો અને તેમાંથી તમે સૌથી નીચું પીગળવાની અપેક્ષા રાખો છો. તેથી, તમે અગાઉ સૂચવ્યું તેમ, અલ₂ઓ₃ સૌથી વધુ મેલ્ટિંગ પોઇન્ટ હશે. તેથી, પીગળવાનું બિંદુ 2050 છે⁰સી. તો, આપણે કહીએ કે આ ટી છે_એમઅને આ ડેલ્ટા એચ છે, એટોમાઇઝેશનની એન્થેલ્પી છે, જે બોન્ડ એનર્જી સાથે સંબંધિત સિવાય બીજું કશું નથી.

અને એનએસીએલમાં સૌથી નીચો મેલ્ટિંગ પોઇન્ટ હોવો જોઈએ, એટલે કે, 801⁰સી, લિથિયમ ફ્લોરાઇડમાં 850 છે⁰સી, એમજીઓ પાસે 2850 છે⁰સી, અને કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇડમાં 1420 છે⁰સી, મધ્યમાં કેટલાક અપવાદો છે, પરંતુ મોટે ભાગે આ નિયમ અનુસરે છે.

તમે પીગળતા બિંદુને જુઓ છો તેના બીજા ઘણા કારણો છે જે પરમાણુઓના ચારિત્ર્યના વર્તન સાથે સંબંધિત છે. તેથી, બોન્ડ ઊર્જા એ એક મહત્વપૂર્ણ પરિબળ છે. જો કે, એગો-એવરે, કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇડ સિવાય આ સાચું છે, કારણ કે તમે બોન્ડ એનર્જી માં વધારો કરો છો, પીગળવાનું બિંદુ વધે છે, અને આ મેલ્ટિંગ પોઇન્ટ અને ઉકળતા બિંદુ વિશે સાચું છે, અને તે જ રીતે, તમે થર્મલ વિસ્તરણના ગુણકમાં ઘટાડો કરશો.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 21:30)

તેથી, જો હું હવે ચોથા જૂથના તત્વોની તુલના કરું તો આપણે કહીએ કે જૂથ ૪ માં ચાર તત્વો છે, અમારી પાસે કાર્બન, સિલિકોન, જર્મનિયમ છે અને જો હું બોન્ડ એનર્જી ડાયમંડ ને જોઉં તો સિલિકોનપાસે ૧૭૬કેજે/મોલ છે, જર્મનિયમમાં ૧૪૯કેજે/મોલ છે અને ટીનમાં ૧૪૬ કેજે/મોલ છે. હું આની તુલના અન્ય સામગ્રી સાથે કરું છું, જે સિલિકોન કાર્બાઇડ છે, જેમાં 308કેજે/મોલ છે, અને જો તમે મેલ્ટિંગ પોઇન્ટ ડાયમંડના મૂલ્યો જુઓ તો તે લગભગ 3500 છે⁰સી. તેથી, તમે ફરીથી એવા સંયોજનો જોઈ શકો છો જેમાં બંધન ઊર્જા ઓછી હોય છે; તેમની પાસે પીગળવાનું બિંદુ ઓછું છે, અને જો તમે મૂલ્યોની તુલના આ સાથે પણ કરો તો આ સાચું છે. તેથી, અલબત્ત, તમે જોઈ શકો છો કે બંધન ઊર્જા. તેથી, આ પરમાણુકરણની એન્થેલ્પી છે, બરાબર તેની સાથે સંબંધિત બંધન ઊર્જા નથી, પરંતુ વલણ એકદમ સમાન છે.

તમે ત્યાં જે મેળવો છો તે અહીં પણ છે, જો હું કેટલીક ધાતુઓ જોઉં છું, ઉદાહરણ તરીકે, બે સંયોજનોના મૂલ્યોની સીધી તુલના ન કરો કારણ કે તે ખૂબ તુલનાત્મક ન હોઈ શકે. જો કે, ચાલો આપણે કોપર અને ગોલ્ડ જેવી કેટલીક ધાતુઓની તુલના કરીએ.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 23:15)

તો, કોપરમાં 56.4 કેજે/મોલની બોન્ડ એનર્જી છે, સોનાનું મૂલ્ય 60 કેજે/મોલ છે, એલ્યુમિનિયમની કિંમત 54 કેજે/મોલ છે, નિકલની કિંમત 71.6 કેજે/મોલ છે, ઝિંકની કિંમત 21.9 કેજે/મોલ છે, ટંગસ્ટનની કિંમત 212.3 કેજે/મોલ છે અને આયર્નની કિંમત 104 કેજે/મોલ છે અને અમારા અનુભવ દ્વારા અમે જાણીએ છીએ કે આમાં સૌથી વધુ પીગળવાનું બિંદુ છે. તેથી, ટંગસ્ટનસૌથી વધુ મેલ્ટિંગ પોઇન્ટ, 3410 ધરાવે છે⁰સી, જે ખૂબ ઊંચું છે, અલબત્ત, તમે જાણો છો કે તે 1535 છે⁰સી, એલ્યુમિનિયમ આપણે જાણીએ છીએ કે તે 667 છે⁰સી, કોપર 1083 છે⁰સી, અને ગોલ્ડ 2163 તરીકે⁰સી, નિકલ ફરીથી ઉચ્ચ બોન્ડ ઊર્જા છે, તે પીગળવાનું બિંદુ 1453 છે⁰સી, અને ઝિંક, અલબત્ત, ખૂબ નીચું છે તે 420 છે⁰સી.

સામગ્રીના વિવિધ વર્ગો માટે બોન્ડ ઊર્જા બરાબર તુલનાત્મક નથી કારણ કે તેમની પાસે પાછળ જવા માટે ઘણા અન્ય પરિબળો છે. જો કે, એગોતરો અને મોટો, સમાન શ્રેણીની સામગ્રી માટે, એક વલણ છે કે જેમ જેમ બંધન ઊર્જા વધે છે તેમ તેમ પીગળવાનું બિંદુ વધે છે, અને આ ઉકળતા બિંદુ ઓહ વિશે પણ છે. તેથી, આ ભાગનો સારાંશ આપવા માટે તે આ રીતે કરશે.

(સ્લાઇડ ટાઇમ સંદર્ભ આપો: 26:00)

હું ત્રણ પ્રકારના બોન્ડિંગ આયોનિક કોવેલેન્ટ મેટાલિક અને સેકન્ડરી લખીશ અને આપણે સૌ પ્રથમ બોન્ડ એનર્જી વિશે વાત કરીએ ઇ_બી. આમ ઇ_બી કારણ કે આયોનિક બંધન સામાન્ય રીતે મોટું હોય છે. ઇ_બી કારણ કે બિસ્મુથ અથવા ટીન જેવી વસ્તુને કારણે સહસંયોજક બંધન ચલ છે. તેથી, બિસ્મુથ માટે, તે નીચું છે, પરંતુ હીરા માટે, તે આયોનિક બંધન માટે ઊંચું છે; તે સામાન્ય રીતે મોટું હોય છે, પરંતુ એનએસીએલ જેવા કેટલાક સંયોજનો છે જેના માટે તે ખૂબ ઊંચું નથી, ધાતુનું બંધન તે ફરીથી નીચાથી મધ્યમ-ઉચ્ચ હોય છે.

ઝિંક-લીડ મોડરેટ જેવી બાબતો કોપર-ટંગસ્ટન જેવી બાબતો માટે ઓછી હશે. તેથી, અલબત્ત, સીમાને વ્યાખ્યાયિત કરવી ખૂબ સરળ નથી, અને ગૌણ બંધન ખૂબ નાનું છે; તેમાં બોન્ડ એનર્જી હશે, જે 10 કેજે/મોલથી ઓછી હશે. તેથી, સામાન્ય રીતે, તે 5 થી 10 કેજે/મોલથી ઓછું હોય છે. તે તેના કરતા પણ ઓછું છે. તેથી, આયોનિક આપણે સામાન્ય રીતે 100 કેજે/મોલ સહસંયોજકથી વધુ મૂલ્યો જોઈ રહ્યા છીએ; અમે ૫૦ ની વચ્ચેના મૂલ્યો જોઈ રહ્યા છીએ. ચાલો આપણે પુનરાવર્તન કરીએ કે ૩૫૦ કેજે/મોલ મેટાલિક૨૦ થી ૩૫૦ કેજે/મોલ ક્યાંય પણ હશે, અને આ ૧૦ કેજે/મોલકરતા ખૂબ ઓછા હશે.

અલબત્ત, ૧૦ થી પણ ઓછું, પરંતુ સામાન્ય રીતે નીચલી બાજુએ, તેઓ ૧કેજે/મોલકરતા ઓછા હશે, અને બીજી વસ્તુ જે તમે જાણવા માંગો છો તે પ્રકૃતિ છે. હવે આયોનિક બંધન સામાન્ય રીતે દિશાહીન છે; તેમાં ખાસ બાહ્યતા નથી; બીજી તરફ, સહસંયોજક બંધન ખૂબ દિશાસૂચક છે. તેથી, જો તમે સિલિકોન ને જુઓ, ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન, આ સેન્ટ્રલ સિલિકોન પરમાણુ છે; તે ચાર સિલિકોન પરમાણુઓ દ્વારા બંધાયેલું છે, ચાર સિલિકોન પરમાણુઓ પણ આ સિલિકોન પરમાણુઓને બાંધે છે.

તેથી, આ ચાર બંધનો જાળવવાના પરિણામે, તેણે એક ચોક્કસ ભૌમિતિક માળખાનું પાલન કરવું પડે છે, અને તેથી જ સહસંયોજક બંધનો ખૂબ જ દિશાસૂચક સ્વભાવના હોય છે. તેથી, આ સિલિકોન અથવા કાર્બન છે, ઉદાહરણ તરીકે, સિલિકોન અથવા કાર્બન. તેથી, આ દિશાસૂચક છે સામાન્ય રીતે તમે સિરામિકમાં જોશો, અથવા આ સેમિકન્ડક્ટર્સ તેમજ સિરામિક્સ ધાતુઓ પણ હોઈ શકે છે, અલબત્ત, તે બિનદિશાકીય છે અને આ મધ્યમ બોન્ડ ઊર્જાને કારણે, તેથી જ ધાતુઓ પણ ડક્ટાઇલ છે.

જો બોન્ડ એનર્જી ખૂબ ઊંચી હોત, તો તે ખૂબ સરળતાથી જાણ ન કરતી. તેથી, મોટાભાગની ધાતુઓ મધ્યમ અથવા ઓછી બોન્ડ ઊર્જા છે જે ખૂબ જ અલગ છે; તેઓ સરળતાથી વિકૃત થઈ જાય છે, અને આ ગૌણ બોન્ડિંગ પોલિમરમાં હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, તે દિશાસૂચક છે કારણ કે તે સાંકળોની વચ્ચે છે. તેથી, તેથી જ તે દિશાસૂચક છે.

(સ્લાઇડ સમય સંદર્ભ આપો: 29:47)

તેથી, કેટલાક ગુણધર્મો, અલબત્ત, તમે બોન્ડ ઊર્જા જાણો છો, મેં તમને કહ્યું છે કે બોન્ડ ઊર્જા તેની સાથે સંબંધિત છે ટી.એમ. તેનો સંબંધ સ્થિતિસ્થાપકતાના મોડ્યુલસ સાથે છે, ઇ, અને તેની સાથે તેનો કોઈ સંબંધ નથી α. તેથી, અમે આ ભાગ અહીં સમાપ્ત કરીશું, અને અમે આગળના ભાગ તરફ આગળ વધીશું.

આભાર.